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多次元・多重周期構造体の非線形および量子光学

研究課題

研究課題/領域番号 13490001
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 広領域
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構 (2002-2003)
北海道大学 (2001)

研究代表者

迫田 和彰  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノマテリアル研究所, 主席研究員 (90250513)

研究分担者 川俣 純  山口大学, 理学部, 助教授 (40214689)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2002年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
2001年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワードフォトニック結晶 / 誘電体多層膜 / 誘導放出 / 非線形光学 / 量子光学 / シミュレーション / 超放射 / スクイージング
研究概要

本研究では,まず,半導体基板上に作製可能なスラブ型フォトニック結晶についてフォトニックバンドの分散関係と寿命,および,擬ギャップ中の局在欠陥モードの周波数とQ値を詳しく解析した。また,大変小さな光の群速度の実現が期待される金属フォトニック結晶について,プラズモン由来のフォトニックバンドの分散関係と対称性を明らかにした。次に,2次の非線形光学効果を利用した量子光学現象の代表例として直交位相成分スクイージングを取り上げ,グリーン関数法による近似解を求めて小さな群速度による増強効果を明らかにするとともに,電磁場の量子揺らぎを線形近似の範囲で取扱う数値解法を開発してスラブ型フォトニック結晶に適用した。さらに,物質系のコヒーレントな分極による協力的な発光現象である超放射を解析して,フォトニックバンドギャップが引き起こす大きなラビ分裂,電子準位の反転分布の部分的緩和,および,超放射のパルス形状の特異な原子数依存性等,フォトニック結晶に固有の量子電気力学効果を詳しく調べた。
他方,デイトン大学の協力を得て,イオン交換法を用いて2次の非線形感受率を有するニオブ酸リチウム光導波路を作製し,その上にフォトレジストの1次元および2次元周期パターンを形成して弱変調スラブ型フォトニック結晶を作製し,特性を解析した。また,大きな2次の非線形感受率をもつ新しい有機材料を開発した。
これらの研究を含めて,代表者の過去10年間ほどの研究成果を2冊の著書にまとめてシュプリンガーと森北出版からそれぞれ刊行した。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (55件)

  • [文献書誌] E.Miyai: "Quality factor of localized defect modes in a photonic crystal slab on a low-index dielectric substrate"Optics Letters. 26・10. 740-742 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kitahara: "Terahertz wave dispersion in two-dimensional photonic crystals"Physical Review B. 64・4. 045202-1-045202-7 (2001)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ochiai: "Nearly-free-photon approximation for two-dimensional photonic crystal slabs"Physical Review B. 64・4. 045108-1-045108-11 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakoda: "Photonic bands of metallic systems. I. Principle of calculation and accuracy"Physical Review B. 64・4. 045116-1-045116-8 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ito: "Photonic bands of metallic systems. II. Features of surface plasmon polaritons"Physical Review B. 64・4. 045117-1-045117-8 (2001)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Tejeira: "Symmetry characterization of eigenstates in opal-based photonic crystals"Physical Review B. 65・9. 195110-1-195110-8 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Miyai: "Localized defect modes with high quality factors in a photonic crystal slab on a low-index dielectric substrate"Japanese Journal of Applied Physics. 41・6B. L694-L696 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakoda: "Enhancement of quadrature-phase squeezing in photonic crystals"Journal of Optical Society of America B. 19・9. 2060-2065 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kirihara: "Control of microwave emission from electromagnetic crystals by lattice modification"Solid Stale Communication. 124・4. 135-139 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 桐原聡秀: "傾斜格子構造を有するダイヤモンド格子型および反転型フォトニック結晶による電磁波制御"粉体および粉末冶金. 49・12. 1139-1144 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Aoki: "Microassembly of semiconductor three-dimensional photonic crystals"Nature Materials. 2. 117-121 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kirihara: "Emission control of electromagnetic wave by using diamond photonic crystals with graded lattice spacing"Materials Science Forum. 423. 785-790 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kanehira: "Electromagnetic properties of photonic crystals with diamond structure"Journal of Materials Research. 18・9. 2214-2220 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kanehira: "Bandgap modification of diamond photonic crystals by changing the volume fraction of the dielectric lattice"Journal of American Ceramic Society. 86・10. 1691-1694 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakoda: "Superfluorescence in photonic crystals with pencil-like excitation"Physical Review A. 68・5. 053809-1-053809-5 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takeda: "Localization of electromagnetic waves in three-dimensional photonic fractal cavities"Physical Review Letters. 92・9. 093902-1-093902-4 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Tricca: "Photonic band gap structures in planar nonlinear waveguides : application to squeezing light generation"Journal of Optical Society of America B. 21・3. 671-680 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakoda: "Optical Properties of Photonic Crystals"Springer Verlag. 223 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 迫田和彰: "フォトニック結晶入門"森北出版. 221 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Miyai, K.Sakoda: "Quality factor of localized defect modes in a photonic crystal slab on a low-index dielectric substrate"Opt.Lett.. Vol.26, No.10. 740-742 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kitahara, N.Tsumura, H.Kondo, M.Wada-Takeda, J.W.Haus, Z.Yuan, N.Kawai, K.Sakoda, K.Inoue: "Terahertz wave dispersion in two-dimensional photonic crystals"Phys.Rev.B. Vol.64, no.4. 045202/1-045202/7 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ochiai, K.Sakoda: "Nearly-free-photon approximation for two-dimensional photonic crystal slabs"Phys.Rev.B. Vol.64, no.4. 045108/1-045108/11 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakoda, N.Kawai, T.Ito, A.Chutinan, S.Noda, T.Mitsuyu, K.Hirao: "Photonic bands of metallic systems. I.Principle of calculation and accuracy"Phys.Rev.B. Vol.64, no.4. 045116/1-045116/8 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ito, K.Sakoda: "Photonic bands of metallic systems. II.Features of surface plasmon polaritons"Phys.Rev.B. Vol.64, no.4. 045117/1-045117/8 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Lopez-Tejeira, T.Ochiai, K.Sakoda, J.Sanchez-Dehesa: "Symmetry characterization of eigenstates in opal-based photonic crystals"Phys.Rev.B. Vol.65, No.9. 195110/1-195110/8 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Miyai, K.Sakoda: "Localized defect modes with high quality factors in a photonic crystal slab on a low-index dielectric substrate"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.41, 694Part2, No.6B. L694-L696 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakoda: "Enhancement of quadrature-phase squeezing in photonic crystals"J.Opt.Soc.Am.B. Vol.19, No.9. 2060-2065 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kirihara, M.Takeda, K.Sakoda, Y.Miyamoto: "Control of microwave emission from electromagnetic crystals by lattice modification"Solid State Commun.. Vol.124, No.4. 135-139 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kirihara, Y.Miyamoto, M.Takeda, K.Sakoda: "Electromagnetic properties of photonic crystals composed of normal and inverse diamond structure with graded lattice spacing"J.Jpn Powder Met.. Vol.49, No.12. 1139-1144 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Aoki, H.Miyazaki, H.Hirayama, K.Inoshita, T.Baba, K.Sakoda, N.Shinya: "Microaasembly of semiconductor three-dimensional photonic crystals"Nature Materials. Vol.2. 117-121 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kirihara, M.Takeda, K.Sakoda, Y.Miyamoto: "Emission control of electromagnetic wave by using diamond photonic crystals with graded lattice spacing"Materials Science Forum. Vol.423. 785-790 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kanehira, S.Kirihara, Y.Miyamoto, K.Sakoda, M.Takeda: "Electromagnetic properties of photonic crystals with diamond structure containing defects"Journal of Materials Research. Vol.18, No.9. 2214-2220 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kanehira, S.Kirihara, Y.Miyamoto, K.Sakoda, M.W.Takeda: "Bandgap modification of diamond photonic crystals by changing the volume fraction of the dielectric lattice"J.Am.Ceram.Soc.. Vol.86, No.10. 1691-1694 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakoda, J.W.Haus: "Superfluorescence in photonic crystals with pencil-like excitation"Phys.Rev.A. Vol.68, No.5. 053809/1-053809/5 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Wada-Takeda, S.Kirihara, Y.Miyamoto, K.Sakoda, K.Honda: "Localization of electromagnetic waves in three-dimensional photonic fractal cavities"Phys.Rev.Lett.. Vol.92, No.9. 093902/1-093902/4 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Tricca, C.Sibilia, S.Severini, G.D'Aguanno, M.Bertolotti, M.Scalora, C.M.Bowden, K.Sakoda: "Photonic band gap structures in planar nonlinear waveguides : application to squeezing light generation"J.Opt.Soc.Am.B. Vol.21, No.3. 671-680 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kirihara, K.Sakoda, 他2名: "Emission control of electromagnetic wave by using diamond photonic crystals with graded lattice spacing"Materials Science Forum. 427. 785-790 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kanehira, K.Sakoda, 他3名: "Electromagnetic properties of photonic crystals with diamond structure containing defects"Journal of Materials Research. 18・9. 2214-2220 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kanehira, K.Sakoda, 他3名: "Bandgap modification of diamond photonic crystals by changing the volume fraction of the dielectric lattice"Journal of American Ceramic Society. 86・10. 1691-1694 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sakoda, J.W.Haus: "Superfluorescence in photonic crystals with pencil-like excitation"Physical Review A. 68・5. (053809)1-(053809)5 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takeda, K.Sakoda, 他3名: "Localization of electromagnetic waves in three-dimensional photonic fractal cavities"Physical Review Letters. 92・9. (093902)1-(093902)4 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.Tricca, K.Sakoda, 他6名: "Photonic band gap structures in planar nonlinear waveguides : application to squeezing light generation"Journal of Optical Society of America B. 21・3. 671-680 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 迫田 和彰: "フォトニック結晶入門"森北出版. 221 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] F.Tejeira, K.Sakoda, 他2名: "Symmetry characterization of eigenstates in opal-based photonic crystals"Physical Review B. 65・9. 195110-1-195110-8 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] E.Miyai, K.Sakoda: "Localized defect modes with high quality factors in a photonic crystal slab on a low index dielectric substrate"Japanese Journal of Applied Physics. 41・6B. L694-L696 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sakoda: "Enhancement of quadrature-phase squeezing in photonic crystals"Journal of Optical Society of America B. 19・9. 2060-2065 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kirihara, K.Sakoda, 他2名: "Control of microwave emission from electromagnetic crystals by lattice modification"Solid State Communication. 124・4. 135-139 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 桐原聡秀, 迫田和彰, 他2名: "傾斜格子構造を有するダイヤモンド格子型および反転型フォトニック結晶による電磁波制御"粉体および粉末冶金. 49・12. 1139-1144 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Aoki, K.Sakoda, 他6名: "Microassembly of semiconductor three-dimensional photonic crystals"Nature Materials. 2. 117-121 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] E. Miyai: "Quality factor for localized defect modes in a photonic crystal slab upon a low-index dielectric substrate"Optics Letters. 26・10. 740-742 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H. Kitahara: "Terahertz wave dispersion in two-dimensional photonic crystals"Physical Review B. 64. 045202-1-045202-7 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Ochiai: "Nearly free-photon approximation for two-dimensional photonic crystal slabs"Physical Review B. 64. 045108-1-045108-11 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K. Sakoda: "Photonic bands of metallic systems I : Principle of calculation and accuracy"Physical Review B. 64. 045116-1-045116-8 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T. Ito: "Photonic bands of metallic systems II : Features of surface plasmon polaritons"Physical Review B. 64. 045117-1-045117-8 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K. Sakoda: "Optical Properties of Photonic Crystals"Springer Verlag. 223 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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